DE60131315T2

DE60131315T2 - Beatmungskreislauf-Komponenten

Info

Publication number: DE60131315T2
Application number: DE60131315T
Authority: DE
Inventors: Daniel John Mt. Albert Smith; Gavin Walsh Rothesay Bay Millar; Kevin Blake Papakura Powell; David Peter Papatoetoe Baldwin
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: JP2015171662A; HK1090312A1; JP2013048935A; CA2697142C; US6769431B2; EP2025359A1; DE60131315D1; BR0102116A; CA2833707C; SG100691A1; EP2025359B1; CA2934358C; JP2019018028A; EP1153627A3; EP1477200A2; EP1153627A2; EP1477200A3; CA2833707A1; JP2017051816A; JP2014158847A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Bauteile für Atmungskreisläufe und insbesondere Bauteile für die Verwendung in einem Ausatmungsarm eines Beatmungskreislaufs.
2. Überblick über den Stand der Technik
Bei der unterstützten Beatmung, insbesondere in medizinischen Anwendungen, werden Gase mit hohen Graden an relativer Feuchtigkeit durch Leitungen von relativ begrenzter Größe zugeführt und zurückgeleitet. Die Bildung von Kondensation an der inneren Wand der Leitung ist ein häufiges Ergebnis dieser hohen Feuchtigkeit. Im Stand der Technik wurden Versuche unternommen, den nachteiligen Effekt dieser Kondensation entweder durch Reduzieren des Grads an Kondensation oder durch Bereitstellen von Sammelpunkten in der Leitung zum Ableiten von kondensierter Flüssigkeit aus der Leitung zu reduzieren. Die Reduzierung der Kondensation wurde allgemein dadurch erreicht, dass die Temperatur der Strömung der Gase und/oder der Leitungswand aufrechterhalten oder erhöht wurde, um die Ausbildung von Kondensation zu reduzieren.
Es kann davon ausgegangen werden, dass das Bauteil für Beatmungskreisläufe gemäß dem nächstliegenden Stand der Technik in der EP 0 535 379 offenbart ist. Dieses Bauteil umfasst eine Mehrzahl von Röhren, welche aus einem für Feuchtigkeit durchlässigen Material hergestellt sind.
Die WO 88/01903 offenbart eine Kleinkaliber-Gastrocknungsprobenröhre zur Zuführung einer Probe von Beatmungsgasen zu einer Überwachungsvorrichtung. Die Röhre ist in einem geflochtenen Netz eingehüllt und ist aus einem Material gebildet, welches selektive und reversible Wasserabsorptionseigenschaften aufweist.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Komponente mit spezieller Anwendung auf das Ausatmungsglied eines Atmungskreislaufes bereitzustellen, welche die oben genannte zumindest ein Stück weit verbessert, oder welche der Öffentlichkeit sowie medizinischen Berufen zumindest eine nützliche Auswahl bietet.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Komponente eines Glieds eines Atmungskreislaufs bereit, welche ein flexibler Ausatmungsschlauch ist, der zwischen einem Patienten und einem Ventilationsgerät anzuordnen ist, umfassend:
einen Einlass, einen Auslass und eine Hüllwand, welche einen im Wesentlichen einzelnen Ausatmungsströmungskanal zwischen dem Einlass und dem Auslass definiert, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens ein Bereich der Hüllwand aus einem Material ist, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder von Atmungsgasen zu erlauben, und einen Wasserdampfströmungsweg von dem Ausatmungsströmungskanal zur Umgebungsluft durch das Material.
Im Folgenden wird über die gesamte Beschreibung hinweg ein Material, welches den Durchgang von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder von Atmungsgasen zu erlauben, als ein „atmungsfähiges" Material beschrieben. Materialien können aufgrund ihrer Zusammensetzung, ihrer physikalischen Struktur oder einer Kombination daraus atmungsfähig sein.
Dem Fachmann, den die Erfindung betrifft, werden sich viele Änderungen der Konstruktion sowie stark verschiedene Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung von selbst ergeben, ohne den Inhalt der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen. Die hier gegebenen Offenbarungen und Beschreibungen sind rein illustrativ und nicht in irgendeinem Sinne als beschränkend anzusehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Aufriss einer Querschnittsansicht einer Leitung für das Ausatmungsglied eines Beatmungskreislaufs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Leitungswand gemäß einer möglichen Konstruktion,
3 ist eine Querschnittsansicht eines Koextrusion-Formwerkzeugkopfes zum Extrudieren einer Leitung, einschließlich zweier Längsstreifen von durchlässigem Material, ähnlich der Leitung von 1,
4 ist ein Querschnittsaufriss eines koaxialen Beatmungskreislaufs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welchem eine Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist,
5 ist ein Seitenaufriss im Teilquerschnitt für den koaxialen Beatmungskreislauf der 4,
6 ist ein teilweise im Querschnitt dargestellter Seitenaufriss einer Ausatmungsgliedleitung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7 ist ein Querschnittsseitenaufriss eines Ausatmungsglieds für einen Beatmungskreislauf gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8 ist ein Querschnittsseitenaufriss eines Ausatmungsglieds für einen Beatmungskreislauf gemäß noch einer weiteren Variante,
9a–9i demonstrieren einen Bereich von Leitungskonstruktionen, einschließlich Längsverstärkungen verschiedener Typen,
10 ist eine Draufsicht einer Leitungsformungsvorrichtung zum Formen einer verstärkten, doppelwandigen Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie etwa der in 9h oder 9i abgebildeten Leitung,
11 ist eine Draufsicht einer Leitungsformungsvorrichtung zum Formen einer verstärkten Leitung gemäß 7,
12 ist eine Draufsicht einer ähnlichen Leitungsformungsvorrichtung zum Formen einer verstärkten Leitung gemäß 8 und
13 ist ein Querschnittsseitenaufriss einer Katheterhalterung, in welcher die vorliegende Erfindung verwirklicht ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 ist in einer Ausführungsform der Erfindung die Leitung 4 des Ausatmungsglieds des Beatmungskreislaufs so ausgebildet, dass sie einen oder mehrere Längsstreifen 2, 3 aus einer atmungsfähigen Membran als Teil der Wand 1 derselben aufweist.
Ein mögliches Material für die atmungsfähigen Bereiche ist ein aktiviertes perfluoriertes Polymermaterial, welches extrem hydrophile Eigenschaften aufweist. Ein Beispiel dieses Polymermaterials wird unter der Handelsbezeichnung NAFION durch DuPont Fluoro products of Fayetteville, USA, vermarktet. Dieses Material ist aufgrund seiner extrem hydrophilen Eigenschaften sowie aufgrund seiner Fähigkeit, extrudiert zu werden, insbesondere in Kombination mit anderen Kunststoffmaterialien koextrudiert zu werden, nützlich.
Alternative Materialien werden ebenfalls ins Auge gefasst, umfassend:

(a) Hydrophile Thermoplaste,
(b) gewebte, behandelte Textilprodukte, welche atmungsfähige Eigenschaften zeigen.

Das bevorzugte Material ist ein hydrophiles Polyester-Blockcopolymer, welches zu einem homogenen flachen Film geformt ist. Ein Beispiel eines solchen Films wird unter der Marke SYMPATEX verkauft. Dieses Material ist insbesondere für Dünnfilmerzeugnisse geeignet.
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine alternative Ausführungsform des Ausatmungsglieds gezeigt, in welchem die gesamte flexible Wandmembran der Leitung aus einer atmungsfähigen Kunststoffmembran gebildet ist, die extrudiert und helixförmig gewunden ist, wobei Ränder der benachbarten Wicklungen zueinander abgedichtet sind.
Weitere Variationen der Ausführungsformen der 6 sind in 9a–9i, 7 und 8 abgebildet. In diesen Figuren ist die flexible Wandmembran der Leitung ferner ausgestattet durch eine Verstärkung, um den Widerstand gegen eine seitliche Stauchung und gegen eine Längsstreckung der Leitung bereitzustellen. Weitere Variationen sind gezeigt, welche Varianten umfassen, die mehrere atmungsfähige Kunststoffmembranen aufweisen. Eine Vorrichtung zum Formen solcher Leitungen wird unter Bezugnahme auf die 10, 11 und 12 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 4 und 5 ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung gezeigt, in welchem eine Ausatmungsgliedleitung gemäß der vorliegenden Erfindung als die innere Leitung einer koaxialen Leitungskonfiguration bereitgestellt ist, so dass Einatemgase und Ausatemgase jeweils in der inneren Leitung oder dem Raum zwischen der inneren Leitung und der äußeren Leitung strömen und bei Verwendung Wasserdampf, jedoch kein flüssiges Wasser, von dem Kanal für Ausatemgase zu dem Kanal für Einatemgase übertragen wird.
Eine weitere Komponente, welche nützlicherweise die vorliegende Erfindung enthalten kann, ist eine Katheterhalterung. Die Anwendung der Erfindung auf eine Katheterhalterung wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
Es wäre alternativ möglich, dass einer oder mehrere Längsabschnitte (Längen) der Leitung aus dem atmungsfähigen Material gebildet sind oder dass isolierte Bereiche der Leitungswand aus dem Material gebildet sind. Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind jedoch aufgrund ihrer offenbar einfachen Herstellung mit der Möglichkeit zur linearen Herstellung, entweder durch kontinuierliches Nähen, Verkleben oder Verschweißen, durch Koextrusion oder durch Aufwickeln auf einen Formungskörper, bevorzugt.
Aus Gründen der Materialkosten wird bevorzugt, dass die Leitungswand mit relativ geringer Wanddicke hergestellt ist, und zwar dermaßen, dass die Leitungswandmembran von unzureichender Stärke sein könnte, um selbsttragend zu sein.
Unter Bezugnahme auf 2, 6, 9a–9i, 7 und 8 können spiralförmige oder helixförmige innere (oder äußere) Verstärkungselemente oder Reihen von ringförmigen Ringverstärkungselementen außerhalb (oder innerhalb) der röhrenförmigen Membran vorgesehen sein, um Halt zu bieten. Die helixförmigen, spiralförmigen oder ringförmigen Stützelemente können zum Beispiel aus Polymerkunststoffmaterialien gebildet sein, wie etwa dem Material, welches in der Wand der Leitung (welche nicht die atmungsfähigen Bereiche bildet) verwendet wird, oder können alternativ beispielsweise ein Metalldrahtträger, wie etwa ein Draht aus gezogenem Stahl, sein.
Die in 2 gezeigte Leitung kann in irgendeinem einer Vielzahl von Verfahren gebildet werden. Zum Beispiel kann die röhrenförmige Membran in einer kontinuierlichen Röhre bereitgestellt werden. Alternativ kann sie in Bandform bereitgestellt werden, was zu der Leitung der 6 führen kann. Als extrudiertes Band bereitgestellt, kann die Membran helixförmig auf einen Formungskörper aufgewickelt werden. Die helixförmige Trägerrippe, die in einem halb geschmolzenen Zustand bereitgestellt wird, wird dann auf den Überlappungsbereich zwischen benachbarten Wicklungen gelegt. Die Wärme von der helixförmige Tragerrippe verbindet die beiden benachbarten Streifen mit der Rippe, wodurch nach Abkühlung eine flexible elastische Leitung gebildet wird.
Unter Bezugnahme auf 6 kann eine zusätzliche Mantelschicht 83 über der Außenseite der Leitung vorgesehen sein. Die Mantelschicht 83 ist an den Scheitelpunkten der Rippen 30 getragen. Die Mantelschicht 83 kann ein weiterer Streifen oder ein Band eines extrudierten Kunststofffilms sein, der helixförmig auf die an dem Formungskörper gebildete Leitung gewickelt ist. Dieser zusätzliche Mantel kann einer Vielzahl von Zwecken dienen und eine Vielzahl von Vorteilen bereitstellen. Die Mantelschicht 83 kann so ausgebildet sein, dass sie zusätzliche Festigkeit, Verstärkung und Schutz bietet, zum Beispiel durch Auswählen eines geeigneten Materials oder durch Auswählen einer geeigneten Materialdicke. Das Material kann ein atmungsfähiges Material sein, wie etwa das, welches die Basis der inneren Leitungswand sein kann, oder es kann aus einem weniger teueren, nicht durchlässigen Material gebildet sein. In diesem Fall sind vorzugsweise eine Reihe von Löchern oder Perforationen 85 entlang des Streifens oder Band 84 vorgesehen, um einen Austritt von Wasserdampf oder gesammeltem kondensiertem Wasser bereitzustellen. Die Löcher oder Perforationen 85 können vorteilhaft durch Einstechen von Löchern in dem Band 84 unter Verwendung einer erhitzten Lanze während des Formungsprozesses gebildet werden. Es hat sich herausgestellt, dass ein Schrumpfen des Kunststofffilms in einer Entfernung von der erhitzten Lanze konsistente Löcher von geeigneter Größe mit einem ringförmigen Materialaufbau erzeugt, der eine Verstärkung am Rand des Lochs bereitstellt. Zusätzlich zur Bereitstellung einer Verstärkung und eines Schutzes für die innere Leitung bietet der Mantel 83 außerdem eine Barriere gegen eine Luftströmung über die innere Leitung, wodurch ein Isolationseffekt bereitgestellt wird. Der Isolationseffekt ist größer, wenn keine Perforationen 85 durch den Mantel 83 vorgesehen sind.
Unter Bezugnahme auf 9a–9i wurde herausgefunden, dass eine der Schwierigkeiten bei der Verwendung einer atmungsfähigen Membran, wie etwa SYMPATEX, die niedrige elastische Dehnungsfestigkeit ist. Dementsprechend kann die SYMPATEX-Membran unter einer Längskraft leicht in nicht elastischer Art gedehnt werden, was zu einem Verlust des ästhetischen Erscheinungsbildes und einer Begrenzung des Röhrendurchmessers führt. Die unter Bezugnahme auf 6 beschriebene Ausführungsform mit mehreren Wänden kommt der Überwindung dieser Schwierigkeit etwas entgegen, indem sie, wie vorgesehen, eine zweite Schicht eines atmungsfähigen Materials bereitstellt. Ferner kann in der perforierten Form die äußere Kunststoffmembran aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein, welches eine größere elastische Dehnungsfestigkeit aufweist als das bevorzugte SYMPATEX.
Eine alternative Struktur kann als eine Längsverstärkung für die Röhre verwendet werden. Diese Verstärkung ist vorzugsweise in der Form eines zusätzlichen Mantels bereitgestellt, welcher eine offene Struktur oder eine Gitterstruktur aufweist. Zum Beispiel kann der Mantel durch eine Mehrzahl paralleler, extrudierter Polymerfäden bereitgestellt werden, die parallel zur Achse der Leitung verlaufen, durch eine Mehrzahl von extrudierten Polymerfäden, die geflochten sind oder in ähnlicher Weise um die Leitung herum angeordnet sind und in ihrer Richtung eine im Wesentlichen axiale Komponente aufweisen, oder durch ein vorgeformtes oder kontinuierlich geformtes Gitter, derart ausgebildet, dass ein Mantel in einer Art und Weise ähnlich dem für die Bildung der atmungsfähigen Wand verwendeten Verfahren hergestellt wird. Ein solches Gittermaterial kann durch Bilden eines nicht gewebten oder gewebten Gitters einzelner Polymerfäden oder durch Dehnen einer mit Mikroperforationen versehenen Lage zur Erzeugung eines expandierten Gitters oder durch einen anderen geeigneten Prozess hergestellt werden. Ein Teil oder jeder dieser Prozesse kann zum Zeitpunkt der Verwendung des Gitters bei der Ausbildung des Verstärkungsmantels oder unmittelbar davor durchgeführt werden.
Eine Vielzahl alternativer Leitungsausführungsformen, welche einen verstärkenden Mantel verwenden, und zwar etwa wie vorstehend angegeben, sind in 9a–9i abgebildet. Zwei andere bevorzugte Formen sind in 7 und 8 abgebildet. Diese Ausführungsformen weisen verschiedene Vorteile und/oder Nachteile auf.
Unter Bezugnahme auf 9a ist eine Leitung aus einem extrudierten Band 200 gebildet, das helixförmig um einen Formungskörper gewunden ist, um eine atmungsfähige Wand auszubilden. Ein Netzmantel 202 ist aus einem Netzband gebildet, das helixförmig auf die Außenseite der atmungsfähigen Membran 200 aufgewickelt ist. Die überlappenden Ränder des Netzbandes und des atmungsaktiven Membranbandes fallen zusammen und ein Wulst aus geschmolzenem Kunststoff 201 ist entlang dieser Ränder verlegt. Der geschmolzene Wulst bewirkt eine thermische Verbindung aller vier zusammenfallenden Schichten, zwei aus atmungsfähiger Membran und zwei aus Polymernetz. Man erkennt, dass das Polymernetz sich an der Innenseite oder der Außenseite der atmungsfähigen Membran befinden kann. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Innenfläche der Leitungswand glatt ist, und somit ist es bevorzugt, dass das Gitterband an der Außenseite der atmungsfähigen Membran angebracht wird. Man erkennt, dass jede Windung des Netzbandes direkt gleichzeitig über jede Windung der atmungsfähigen Membran aufgebracht werden kann, so dass die Ränder benachbarter Wicklungen einen Rand des Netzbandes überlappen, welches zwischen die Ränder benachbarter Wicklungen des atmungsfähigen Membranbands gelangt, was eine Alternative zu dem in 9a Abgebildeten darstellt. Man erkennt ferner, dass das atmungsfähige Membranband oder/und das Netzband gleichzeitig mit der Ausbildung der Leitung daraus gebildet werden kann und das Netz und die Membran zusätzlich zur durch die Hitze von dem Wulst 201 erzielten Verbindung dementsprechend über Teile oder alle ihrer Kontaktflächen hinweg verbunden werden können.
Unter Bezugnahme auf 9b ist eine Leitung ausgebildet, welche dieselbe Konstruktion aus einer atmungsfähigen Membran 200, einem Netz 202 und einem Wulst 201 aufweist. Zusätzlich kann ein weiterer Mantel aus einer atmungsfähigen Membran 203 an der Außenseite der Leitung angebracht werden, wobei die Ränder benachbarter Windungen 203 auf die Außenseite des Wulstes 201 gedrückt werden und mit dieser verbunden werden. Dies stellt eine zusätzliche thermische Isolation bereit, während eine Entfeuchtung des Raums zwischen der inneren und der äußeren Wand ermöglicht wird.
Unter Bezugnahme auf 9c ist die Leitung von 9a gezeigt, welche eine atmungsfähige Membranwand 200, einen Netzmantel 202 und einen Wulst 201 aufweist. In der Ausführungsform der 9c ist ein weiterer atmungsfähiger Membranmantel 204 an der Außenseite des Netzmantels 202 vorgesehen. Die Wirkung davon ist die Einkapselung des Netzes 202, wodurch ein verbessertes ästhetisches Erscheinungsbild und eine akzeptierbarere äußere Fläche bereitgestellt wird. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist die Mehrzahl von Schichten, welche durch die Hitze von dem Wulst 201 thermisch zu verbinden sind. Dementsprechend kann eine Konstruktion dieses Typs eine zusätzliche lokalisierte Erwärmung erfordern, um die überlappenden Ränder der benachbarten Windungen von Membranen 200, 202 und 204 thermisch zu verschweißen.
Unter Bezugnahme auf 9d ist eine Variation der in 9c gezeigten Ausführungsform abgebildet. In dieser Ausführungsform ist die äußere atmungsfähige Membran 205 von der Netzmembran 202 weg aufgeblasen, während in 9c die äußere atmungsfähige Membran 204 an der Netzmembran 202 anliegt oder mit dieser verbunden ist. In 9d ist die atmungsfähige Membran 205 durch eine aufgeblasene Tasche 211 in einer Entfernung von den darunter liegenden Membranen 200, 202 gehalten. Dies kann als Variante von 9b aufgefasst werden, in welcher der Wulst 201 vollständig außerhalb der Leitung vorgesehen ist. Die Mehrzahl von Schichten an den aneinander grenzenden Rändern sorgt für die gleichen Herstellungsschwierigkeiten wie in der Ausführungsform von 9c.
Unter Bezugnahme auf 9e ist ein Abschnitt der Leitung gezeigt, in welcher der Netzmantel in einem Abstand von der atmungsfähigen Membranleitungswand 200 vorgesehen ist. Der Netzmantel 206 ist über dem Wulst 201 zumindest in der Nähe der Verbindung von benachbarten Windungen der atmungsfähigen Membran 200 vorgesehen. Wenn der Netzmantel aus einem gewundenen Band gebildet ist, so werden benachbarte Windungen 206 des gewundenen Bands durch die Wirkung der in dem Wulst 201 vorherrschenden Hitze über dem Wulst 201 verbunden. Diese Ausführungsform reduziert die Anzahl an benachbarten Schichten, die durch den Wulst 201 verbunden werden müssen, und ermöglicht, dass die Schichten der atmungsfähigen Membran bzw. des Netzes unabhängig arbeiten, wodurch diese Röhre biegsamer ist als beispielsweise die Röhre in 9a.
9f ist eine Variation der Ausführungsform der 9e. Während ein Luftraum zwischen der Netzschicht 206 und der atmungsfähigen Membranschicht 202 in 9e vorgesehen war, ist in 9f die Netzschicht 207 geschrumpft, evakuiert oder zusammengezogen, so dass sie der atmungsfähigen Membranschicht 200 benachbart anliegt. Werden ein oder mehrere Elemente aus atmungsfähiger Membran und Netz gleichzeitig mit der Herstellung der Leitung ausgebildet, so können an einer Stelle, an der diese Schichten 207 und 200 sich treffen, diese über einen Teil oder über ihre gesamte Kontaktfläche hinweg verbunden werden. Diese Ausführungsform bietet die formgestaltenden Vorteile der 9e und eine Konstruktion, welche ähnliche Qualitäten aufweist wie die der 9a.
Unter Bezugnahme auf 9g ist in einer weiteren Ausführungsform eine zusätzliche atmungsfähige Membran an der Ausführungsform der 9f vorgesehen, welche zwischen den Windungen des Wulstes 201 und der Außenseite des Netzes 207 gespannt ist. Um die Verbindung zu unterstützen und für weitere Verstärkungszwecke kann ein weiterer Wulst 209 an der Außenseite der zweiten atmungsfähigen Schicht 208 vorgesehen sein.
Unter Bezugnahme auf 9h ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, welche eine Variation der in 9g gezeigten Ausführungsform ist. In der Ausführungsform der 9h ist eine zweite Schicht einer atmungsfähigen Membran 210 an der Außenseite des zweiten Wulstes 209 vorgesehen. Dies geschieht anstelle der Anordnung zwischen dem zweiten Wulst 209 und der Netzschicht 207, wie sie für die zweite atmungsfähige Schicht 208 in der Ausführungsform der 9g vorgesehen war. Dadurch wird ein größerer eingeschlossener Luftraum zwischen den atmungsfähigen Schichten 202 und 210 bereitgestellt, und zu jedem Zeitpunkt muss durch die Wülste 201 oder 209 nur eine doppelte Dicke an Polymer, Film oder Netz verbunden werden.
Unter Bezugnahme auf 9i ist noch eine weitere Ausführungsform gezeigt, welche eine Variation der in 9h gezeigten Ausführungsform ist. In der Ausführungsform der 9i ist die Netzschicht 206, anstelle wie in 9f–9h gezeigt, entleert, zusammengezogen oder evakuiert zu sein, zwischen Windungen des Wulstes 201 in der Art der 9e gespannt. Dadurch wird ein Paar von Lufträumen zwischen den atmungsfähigen Schichten 200 und 210 bereitgestellt, wobei die Netzschicht 206 die freie Strömung von Luft zwischen den Schichten teilweise verhindert. Diese Konstruktion weist jedoch den Nachteil auf, dass das frei aufgehängte Netz 206 ein Abregnen in den zwischen den atmungsfähigen Membranen 200 und 210 eingeschlossenen Raum unterstützen kann, wodurch flüssiges Wasser innerhalb des helixförmigen Wandhohlraums gehalten wird.
Es wird angenommen, dass alle der oben beschriebenen Konfigurationen zusätzliche Längsverstärkung bereitstellen, wobei jede Vorteile und Nachteile aufweist, von denen einige angegeben wurden. Bei der Herstellung dieser Konstruktionen ist eine Verbindung zwischen einigen oder allen der verschiedenen Schichten erforderlich, zum Beispiel zwischen der atmungsfähigen Membran und dem einen oder anderen Wulst, dem Wulst und dem Netz, dem Netz und der atmungsfähigen Membran. Somit ist es bevorzugt, dass geeignete kompatible Materialien für jedes Element der Konstruktion verwendet werden. Während beispielsweise ein geschmolzener Polyesterwulst adäquat mit einem Nylon- oder Polypropylen-Netz mechanisch verbunden werden kann, so kann sich eine Versprödung entwickeln oder/und dies kann der gleichzeitigen Verbindung des Wulstes mit einer benachbarten Schicht einer polyesterbasierten atmungsfähigen Membran entgegenwirken, beispielsweise in der Ausführungsform der 9a. In der Folge ist es bevorzugt, dass alle drei Elemente dasselbe Basispolymer aufweisen, und es werden beispielsweise für SYMPATEX, welches ein polyesterbasiertes Produkt ist, ein Polyesterwulst und -Netz bevorzugt.
Weitere Variationen der vorstehenden Ausführungsformen können einen Austausch der äußeren atmungsfähigen Schicht in 9b, c, d, g, h und i durch eine perforierte, nicht durchlässige Schicht umfassen, falls gewünscht. Solche Variationen stellen jedoch nicht den vollen isolierenden Effekt bereit, während eine Übertragung von Flüssigkeitsdampf von dem isolierenden Raum beibehalten wird, um eine weitere Übertragung durch die Leitungswand zu ermöglichen.
Ein Beispiel für eine Formungsvorrichtung, die für die Herstellung des Produkts, die Beatmungsröhre gemäß den in 9a–9i beschriebenen Ausführungsformen, geeignet ist, ist in 10 gezeigt. Insbesondere ist gezeigt, wie die Vorrichtung eine Leitung gemäß 9h oder 9i herstellt. Die Vorrichtung umfasst einen Formungskörper 300, welcher vorzugsweise von herkömmlichem Typ ist, umfassend eine Mehrzahl von drehenden Stäben, die um einen zentralen Trägerstab herum angeordnet sind. Die Stäbe erstrecken sich ausgehend von einem Getriebekasten innerhalb eines Bearbeitungswerkzeugs 301 und werden durch diesen gedreht. Wenigstens in dem Röhrenbildungsbereich folgen die drehenden Stäbe einem helixförmigen Weg. Der Kantenwinkel/Teilungswinkel der Stäbe relativ zum Trägerstab steuert den Teilungswinkel der geformten Röhre. Ein Beispiel einer solchen Maschine ist eine Spiral-Kanalspindel, welche von OLMAS SRL, Italien, verfügbar ist. Eine Röhre, die an dem Formkörper hergestellt wird, wird gedreht und in der Richtung eines Pfeils 303 durch die Bewegung der drehenden Stäbe vorgeschoben. Die Vorschubgeschwindigkeit des Formkörpers wird relativ zur Drehgeschwindigkeit gewählt, so dass die Teilung der helixförmigen Auslegung des Streifens oder Bands an dem Formkörper 300 etwas geringer ist als die Breite des Streifens, so dass benachbarte Windungen eng überlappen. Ein erster Extruder 304 extrudiert ein Band 314 eines atmungsfähigen Polymermaterials. Das Band 314 wird auf dem Formkörper 300 in helixförmiger Weise durch die Wirkung des Formkörpers abgelegt. Die Ganghöhe der helixförmigen Anordnung des Bands 314 ist etwas geringer als die Ganghöhe des Bands 314. Die helixförmige Anordnung des Bands 314 bildet die innere atmungsfähige Wand 200 der Leitung. Ein zweiter Extruder 305 extrudiert einen Wulst 315 aus Polymermaterial. Der Wulst 315 setzt sich an dem Formungskörper über der Verbindungsstelle oder der Überlappungsstelle zwischen benachbarten Windungen des Bands 314 ab, wodurch ein erhöhter Wulst 201 entlang dieser Verbindungsstelle gebildet wird. Ein Band 316 aus Verstärkungsmem bran wird von einer Spindel 306 abgerollt, so dass sich Ränder derselben auf benachbarten Windungen des Wulstes 201 absetzen. Das helixförmig angeordnete Verstärkungsband 316 bildet eine Verstärkungsschicht 206. Ein dritter Extruder 307 extrudiert einen zweiten Wulst aus geschmolzenem Polymer 317. Der Wulst 317 wird helixförmig entlang des Überlappungsbereichs zwischen benachbarten Windungen des Verstärkungsbands 316 aufgetragen. Ein vierter Extruder 308 extrudiert ein zweites Band 318 aus atmungsfähigem Polymer. Das zweite Band 318 aus atmungsfähigem Polymer wird auf dem Formungskörper 300 so abgesetzt, dass es zwischen benachbarten Windungen des zweiten Wulstes 317 gespannt ist. Benachbarte Windungen des Bandes 318 überlappen sich, wobei sie ausreichend geschmolzen sind, um über dem zweiten Wulst 209 zu verschmelzen, wodurch der äußere atmungsfähige Mantel 210 gebildet wird.
Zusätzlich zur Verbindung des Filmüberlappungsbereichs durch Anwenden des geschmolzenen Wulstes sind andere aktive Verschmelzungstechniken anwendbar. Dies kann insbesondere dann nützlich sein, wenn eine Schicht einer Längsverstärkung oder eines Gitterstoffs in unmittelbare Nachbarschaft zur atmungsfähigen Filmschicht vorgesehen ist. Aktive Verfahren können Heißluftschmelzen, Heißwalzen oder Funkfrequenzschweißen umfassen. Beim Heißluftschweißen wird ein Strom heißer Luft auf den Überlappungsbereich von benachbarten Windungen des atmungsfähigen Films geblasen, wodurch die benachbarten Ränder geschmolzen oder miteinander verschmolzen werden. Es wurde herausgefunden, dass dieses Verfahren recht erfolgreich ist.
Für ein Heißwalzenschweißen läuft eine erhitzte Walze oder laufen erhitzte Walzen im Kontakt mit dem Überlappungsbereich und schmilzt oder schmelzen den Film zusammen. Ähnlich dem Heißluftschweißen beruht das Heißwalzenschweißen auf der Ausübung einer lokalisierten direkten Erhitzung des Filmüberlappungsbereichs.
Für das Funkfrequenzschweißen wirkt der Film als eine Isolationsschicht zwischen einem Paar von Platten. Eine Ladung wird zwischen den Platten übergeben, wodurch der Kunststofffilmüberlappungsbereich zusammengeschmolzen und verflüssigt wird. Die Platten können die Form eines Paars von Walzen haben, wobei sich eine innerhalb und eine außerhalb der Röhre befindet, oder einer Walze und einer der drehenden Stäbe des Formkörpers aufweisen. Die Bereitstellung der Platten als Walzen (oder als Walze und Formgebungsspindel) kann das Funkfrequenzschweißen zu einem kontinuierlichen Prozess mit ähnlichen Vorteilen wie dem Heißluftschweißen und dem Heißwalzenschweißen machen.
In einer weiteren Variation des Herstellungsprozesses kann die atmungsfähige Filmröhre so hergestellt werden, dass sie eine Längsnaht aufweist, anstelle dass sie aus einem kontinuierlichen helixförmigen Streifen gebildet ist. In einer solchen Ausführungsform würde eine breitere Bahn aus Film um eine Spindel gewickelt werden, wenn sie extrudiert oder von einer Rolle abgerollt wird. Längsränder würden überlappen und würden durch irgendeines der vorstehend erwähnten Verfahren einer Nahtschweißung unterzogen. Ein Drehextruder kann dann einen Verstärkungswulst oder -wülste an dem Kunststofffilm extrudieren. Ferner können Verstärkungs- oder Filmschichten sowie helixförmige Wülste durch zusätzliche Wickelstationen oder Drehextruder, je nach Bedarf, angewendet werden.
Noch weitere Ausführungsformen einer Ausatmungsleitung, welche eine Längsverstärkung umfasst, sind in 7 und 8 abgebildet. Diese Ausführungsformen verwenden Längsverstärkungsfäden, die parallel zur Achse der Leitung verlaufen. In der Ausführungsform der 7 enthält die Leitung eine innere atmungsfähige Polymerwand 250 mit einer Mehrzahl von axial verlaufenden Verstärkungsfäden 251, die der Länge der Wand nach verlaufen und um den Außenumfang der Röhre herum im Abstand angeordnet sind. Die Fäden 251 sind parallel zueinander und zur Hauptachse der Leitung angeordnet. Eine Schicht einer zusätzlichen Längsverstärkung 252, wie sie vorher beschrieben wurde, und welche ein gewebtes oder nicht gewebtes Netz sein kann, das in irgendeiner geeigneten Orientierung ausgerichtet sein kann (wenngleich es vorzugsweise mit den Hauptfäden ausgerichtet ist, die in einem Winkel zur Hauptachse der Leitung verlaufen), umschließt die atmungsfähige durchlässige Wand sowie die Verstärkungsfäden. Ein helixförmiger Wulst 253 ist an der Außenseite des Netzes 252 angeschmolzen oder angeklebt.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Ausbilden der Röhre gemäß der Ausführungsform der 7 wird unter Bezugnahme auf die in 11 gezeigte Vorrichtung beschrieben. Insbesondere sind in der Vorrichtung der 11 sowohl die innere atmungsfähige Röhre 250 als auch die Längsverstärkungsschicht 252 durch helixförmiges Wickeln eines vorgeformten Bandes oder Streifens aus dem Basismaterial (atmungsfähiger Polymerstreifen 260 bzw. Netzstreifen 262) auf einen drehenden Formungskörper 270 (wie er zuvor unter Bezugnahme auf 10 beschrieben wurde) gebildet. Der Streifen 260 oder 262 wickelt sich von Rollen 273 bzw. 274 ab. Benachbarte Windungen des atmungsfähigen Polymers 260 überlappen an ihren Rändern. Diese überlappenden Ränder werden durch thermisches Schweißen verschmolzen. Thermisches Schweißen wird als kontinuierlicher Prozess durch einen Heißluftschweißkopf 275 ausgeführt. Eine Drehung und ein Vorschub des Formungskörpers 270 durch den Drehkopf 271 führt kontinuierlich die Naht zwischen benachbarten Windungen des Bands 260 vorbei am Kopf 275. Ein frei drehbarer Fadenverlegungskopf 276 befindet sich oberhalb des Formungskörpers 270 an einer Position zwischen dem Heißluftschweißkopf 275 und der Netzspule 274. Der drehende Kopf 276 trägt eine Mehrzahl von Spulen 279, die die Verstärkungsfäden 251 halten. Der Kopf 276 ist durch einen Elektromotor und einen Antriebsriemen 277 bzw. 278, drehbar. Der Kopf 276 ist vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit drehbar, die mit der Drehgeschwindigkeit des Formungskörpers 270 synchronisiert ist. Ein Vorschub des Formungskörpers 270 zieht einen Faden 280 von den Spulen 279, um diese als parallele Fäden 251 an der Außenseite der atmungsfähigen Membran 250 auszulegen. Das Band 262 der Längsverstärkung wird anschließend über den Fäden 251 als eine helixförmige Anordnung aufgebracht, wobei Ränder von benachbarten Windungen sich überlappen, um einen kontinuierlichen Mantel zu bilden. Ein Wulst 263 wird durch einen Extruder 281 auf den Überlappungsbereich zwischen benachbarten Windungen des Netzbades 262 extrudiert, um dadurch den helixförmigen Verstärkungswulst 253 zu bilden.
Diese Ausführungsform der Erfindung stellt ein atmungsfähiges Ausatmungsglied bereit, welches durch den helixförmigen Wulst gegen eine Quetschung und durch die axialen Fäden 251 gegen eine Längsdehnung verstärkt ist. Der Netzmantel 252 schützt die axialen Fäden gegen ein Zerreißen oder Herausziehen.
In der Ausführungsform der 8 umfasst die Leitung eine innere atmungsfähige Polymerwand 350. Ein helixförmiger Wulst 353 ist an der inneren atmungsfähigen Wand 350 angeschmolzen oder angeklebt. Eine Mehrzahl von Verstärkungsfäden 251, welche der Länge der Wand nach verlaufen und im Abstand um den Umfang der Röhre herum vorgesehen sind, sind parallel zueinander und zur Hauptachse der Leitung ausgerichtet. Die Fäden 351 sind an dem helixförmigen Wulst 353 gehalten, wobei die Fäden die Räume zwischen den Windungen des helixförmigen Wulstes überspannen. In dieser Ausführungsform ist es wichtig, die Verstärkungsfäden (Material, Maße und Anzahl) so zu wählen, dass die Fäden ausreichend steif sind, um einer Wellung bei einem übergangsweise reduzierten inneren Druck zu widerstehen, der während des Atmens des Patienten erwartet werden könnte. Ungehemmte oder übermäßige Wellung der Fäden könnten zu einer axialen Kontraktion der Leitung im unakzeptierbaren Maße führen. Die axialen Fäden 353 können gesponnene oder geflochtene Fasern, gezogene oder extrudierte Monofilamente oder andere äquivalente Formen sein.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Ausbilden der Röhre gemäß der Ausführungsform der 8 wird unter Bezugnahme auf die in 12 gezeigte Vorrichtung beschrieben. Insbesondere wird in der Maschine der 12 die atmungsfähige Röhre 350 durch helixförmiges Wickeln eines vorgeformten Bandes oder Streifens eines atmungsfähigen Polymerstreifens 360 auf einen drehenden Formungskörper 370 gebildet. Der Streifen 360 rollt von einer Rolle 373 ab. Benachbarte Windungen des atmungsfähigen Polymers 360 überlappen an ihren Rändern. Diese überlappenden Ränder werden durch thermisches Schweißen verschmolzen. Thermisches Schweißen wird als kontinuierlicher Prozess durch einen Heißluftschweißkopf 375 ausgeführt. Drehung und Vorschub des Formungskörpers 370 führt die Naht zwischen benachbarten Windungen des Bandes 360 kontinuierlich am Kopf 375 vorbei. Ein Wulst 363 wird durch einen Extruder 381 auf den Überlappungsbereich zwischen benachbarten Windungen des atmungsfähigen Bandes 362 extrudiert, um dadurch den helixförmigen Verstärkungswulst 353 zu bilden. Ein frei drehbarer fadenauslegender Kopf 376 befindet sich oberhalb des Formungskörpers hinter dem Wulstextruder 381. Der drehende Kopf 376 trägt eine Mehrzahl von Spulen 379, die die Verstärkungsfäden 351 tragen. Der Kopf 376 ist durch einen Elektromotor und einen Antriebsriemen 377 bzw. 378, drehbar. Der Kopf 376 wird vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit gedreht, die mit der Geschwindigkeit der Drehung des Formungskörpers 370 synchronisiert ist. Ein Vorschub der Röhre entlang des Formungskörpers 370 zieht den Faden 380 von den Spulen 379, um ihn als parallele Fäden 351 an der Außenseite des Verstärkungswulstes abzulegen.
Diese Ausführungsform der Erfindung stellt ein atmungsfähiges Ausatmungsglied bereit, welches durch den helixförmigen Wulst gegen ein Quetschen und durch die axialen Fäden 351 gegen eine Längsdehnung verstärkt ist. Das Spannen von Fäden verhindert den direkten Kontakt zwischen einem Benutzer und der Oberfläche der atmungsfähigen Röhre, wodurch das Risiko von Einstichen und dergleichen reduziert wird.
Es sollte erkennbar sein, dass mit allen Herstellungsverfahren, in denen ein Aufwickeln eines schmalen Bandes oder Streifens zur Erzeugung einer Röhre eine Rolle spielt, es möglich wäre, gleichzeitig zwei oder mehrere Bänder oder Streifen gleichzeitig auf den Formungskörper aufzuwickeln, so dass die durch jedes Band erzeugten Windungen zwischen sich Windungen anderer Bänder aufnehmen, wobei die Ränder überlappen und miteinander verbunden werden. Zum Beispiel kann ein Paar von Bändern als Doppelhelix ausgelegt werden. Dies würde eine Vervielfachung der Anzahl an Formungsstationen, die mit der Aufwicklung auf Komponenten der Röhre oder Leitung verbunden sind, erfordern.
Unter Bezugnahme auf 3 können andere Formen der Leitung, wie etwa die in 1 gezeigte, durch Koextrusion des atmungsfähigen Materials (wobei das Material ein geeignetes extrudierbares Material ist) mit einem Kunststoffmaterial, das den Rest der Leitungswand bildet, gebildet werden. Ein geeignetes Koextrusion-Formungswerkzeug 9 ist in 3 abgebildet, in welchem das atmungsfähige Kunststoffmaterial durch ein Paar von Umfangsabschnitten 7 der Formwerkzeugöffnung hindurch extrudiert wird, und das nicht-durchlässige Kunststoffwandmaterial durch die verbleibenden Abschnitte 8 der ringförmigen Extrusionsöffnung hindurch extrudiert wird.
Der Zweck des atmungsfähigen Bereichs oder der Bereiche der Leitungswand liegt darin, die Diffusion von Wasserdampf von dem Ausatmungsglied des Beatmungskreislaufs entlang ihres Wegs unabhängig von bestimmten Ablaufstellen zu erlauben. Dies verhindert das Entstehen von Kondensation innerhalb des Ausatmungsglieds durch Trocknen der befeuchteten Gase während sie durch das Ausatmungsglied strömen. Dadurch wird ferner die Feuchtigkeit der Gase reduziert, die an Zusatzgeräten, wie etwa einem Filter, Ventilatoren oder dergleichen ankommen, wodurch das Risiko einer Ansammlung von Kondensation verringert wird, wodurch deren Betrieb verbessert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wie beispielhaft in 4 und 5 dargestellt, kann die Leitung, welche eine oder mehrere Längsstreifen ausatmungsfähiger Membran enthält, ferner in einen koaxialen Atmungskreislauf als passive Befeuchtungsvorrichtung eingebaut werden. Insbesondere unter Bezugnahme auf den Querschnitt in 4 kann der koaxiale Beatmungskreislauf eine äußere Leitung 11 und eine innere Leitung 10 umfassen. Vorzugsweise trägt die innere Leitung 10 aus Wärmeübertragungsgründen den Einatmungsstrom in dem Raum 12 darin. Der Ausatmungsstrom wird vorzugsweise in dem Raum 13 zwischen der inneren Leitung 10 und der äußeren Leitung 11 getragen. Diese Luftströmungskonfiguration ist durch Pfeile 20 bzw. 19 in 5 gezeigt.
Die innere Leitung 10 ist mit einem oder mehreren Längsstreifen 2, 3 ausatmungsfähiger Membran in der Wand 1 derselben ausgebildet, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1, 2 und 3 beschrieben wurde. Die Feuchtigkeit in dem Ausatmungsströmungsraum 13 kann durch die Abschnitte 2, 3 der atmungsfähigen Membran hindurchtreten, um den Einatmungsstrom in dem Einatmungsströmungsraum 12 zu befeuchten.
Die atmungsfähige Membran arbeitet bei relativem Partialdrücken von Wasserdampf, so dass, bei Strömen in einer Gegenströmungsanordnung, eine im Wesentlichen passive Befeuchtung des Einatmungsstroms erzielt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Kreislauf dargestellt, der unter Einschluss der in 4 abgebildeten koaxialen Leitung konfiguriert ist. In diesem Kreislauf weist die Leitung einen Patientenendanschluss 15 und einen Ventilatorendanschluss 16 mit einer Einatmungsöffnung 17 und einer Ausatmungsöffnung 18 auf. Die Gegenströme der Einatmung 20 und Ausatmung 19 sind angedeutet.
Bei der koaxialen Leitung ist es möglich, dass der Ventilator ein Leck in der inneren Leitung nicht bemerkt. Ein solches Leck kann den Patienten kurzschließen, was bedeutet, dass der Patient nicht mit ausreichend Sauerstoff versorgt wird. Ein solcher Kurzschluss kann durch die Anordnung eines Sensors am Patientenende erfasst werden. Vorzugsweise kann dieser Sensor in dem Patientenendanschluss 15 angeordnet werden. Ein Kurzschluss, der sich näher am Ventilator befindet, wird zu einem fortwährenden erneuten Einatmen des Luftvolumens in der Nähe des Patienten durch den Patienten führen. Dies wird zu einem Anstieg der Konzentration an Kohlendioxid in der Leitung in der Nähe des Patienten führen, was direkt durch einen CO²-Sensor erfasst werden kann. Ein solcher Sensor kann irgendein Sensor einer Vielzahl solcher Sensoren sein, wie sie momentan handelsüblich sind. Alternativ kann dieses Wiedereinatmen durch Überwachen der Temperatur der Gase an dem Patientenendanschluss 15 erfasst werden, wobei ein Anstieg der Temperatur über einen vorbestimmten Wert angibt, dass ein Wiedereinatmen auftritt. Zusätzlich zu Vorstehendem kann zur Reduzierung oder Vermeidung der Bildung von Kondensation innerhalb entweder der inneren oder der äußeren Leitung, 10 bzw. 11, sowie zur Aufrechterhaltung einer im Wesentlichen gleichmäßigen Temperatur in den durch die Leitung strömenden Gasen ein Heizmittel, wie etwa ein Widerstandsheizdraht, in der inneren oder der äußeren Leitung vorgesehen sein, das innerhalb der Gasräume 12 oder 13 oder innerhalb der Leitungswände selbst angeordnet ist. Gemäß einer Möglichkeit kann der Heizdraht auch als Verstärkungsträger (helixförmiger Draht 25 in 4) innerhalb der inneren Leitung 10 oder in der äußeren Leitung, wie bei einer koaxialen Leitung, dienen.
Eine weitere Komponente eines Beatmungskreislaufs, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, sind Katheterhalterungen. Eine solche Katheterhalterung stellt eine Verbindung her zwischen einer Patientenschnittstellenkomponente, wie etwa einem Mundstück, einer Nasalmaske oder einer Endotrachealröhre, und den Doppelgliedern eines Beatmungskreislaufs. Eine Verbindung zwischen den Dualgliedern des Beatmungskreislaufs wird im Allgemeinen über einen Y-Koppler hergestellt. In dem Einatmungs- und Ausatmungszyklus des Patienten kommen den Doppelgliedern des Beatmungskreislaufs jeweils eine unterschiedliche Funktion zu, eines dient als Einatmungsleitung und eines dient als Ausatmungsleitung. Der Katheterhalterung kommt eine Doppelfunktion zu, nämlich der Transport sowohl der Einatmungsgase als auch der Ausatmungsgase. Dementsprechend kann die Katheterhalterung signifikante Nachteile aufweisen.
Ein Volumen von ausgeatmeter Luft verbleibt in der Katheterhalterung zwischen Ausatmung und Einatmung. Dementsprechend wird ein Teil der Luft durch den Patienten wieder eingeatmet. Wenngleich dies nicht unakzeptierbar ist, so ist doch ein Wiedereinatmen im Allgemeinen nicht wünschenswert und wenn ein beträchtliches Wiedereinatmen wahrscheinlich ist, so kann eine Verstärkung des Sauerstoffzuführungsniveaus notwendig sein.
Durch einen Patienten eingeatmete Gase werden in einem gut organisierten Ventilationssystem in einem Zustand geliefert, in welchem sie eine Feuchtigkeit nahe des Sättigungsgrades aufweisen, sowie bei Temperaturen nahe der Körpertemperatur, üblicherweise bei einer Temperatur zwischen 33°C und 37°C. Diese Temperatur kann durch eine Heizung in der Einatmungsleitung bis zu dem Punkt aufrechterhalten werden, an welchem die Gase in die Katheterhalterung eintreten. Die durch einen Patienten ausgeatmeten Gase werden vollständig gesättigt zurückgeführt und werden einer weiteren Kühlung unterzogen, wenn sie durch die Katheterhalterung strömen. Obwohl sich also nur wenig Kondensation während der Einatmung des Patienten an den Innenwänden bildet, kann sich dementsprechend Kondensation im signifikanten Maße während der Ausatmung des Patienten bilden. Die Kondensation, oder das Abregnen, das im Inneren der Katheterhalterung auftritt, ist aufgrund der Nähe zum Patienten besonders schädlich. Bewegliches Kondensat, das durch einen Patienten geatmet oder eingeatmet wird, kann zu Hustenanfällen oder anderen Unannehmlichkeiten führen.
Eine die vorliegende Erfindung verwirklichende Katheterhalterung ist in 13 abgebildet. Die Katheterhalterung enthält den Y-Koppler am Ventilatorende. Die innere Leitung 455 erstreckt sich koaxial mit der äußeren Leitung 456. Die innere Leitung 455 ist an seinem Patientenende an einem Innenleitungskoppler 457 getragen, welcher wiederum über Trägerstreben 458 von dem Patientenendanschluss 459 getragen ist. Die innere Leitung 455 ist an ihrem anderen Ende an einem Innenleitungsanschluss 460 getragen, der Teil des Ventilatorendanschlusses 461 bildet.
In der Katheterhalterung der 13 steht der Innenleitungsanschluss 460 am Ventilatorende mit dem Einatmungsleitungsanschluss 462 in Verbindung. Zumindest ein Teil der Wand der äußeren Leitung 456 ist aus atmungsfähigem Material hergestellt. Vorzugsweise ist die gesamte äußere Leitung 456 insgesamt aus atmungsfähigem Material gebildet und kann außerdem eine seitliche Verstärkung (einen schraubenförmigen Verstärkungswulst 467) und eine Längsverstärkung (axial ausgerichtete Fäden 490) an seiner Außenseite umfassen. Bei einer Konstruktion gemäß der zuvor unter Bezugnahme auf 12 und 8 beschriebenen Art wird der Spiralwulst 467 auf den Überlappungsbereich zwischen aufeinander folgenden Windungen des extrudierten Bandes gelegt und unterstützt das Verschmelzen des Überlappungsbereichs sowie die Verstärkung gegen Quetschen.
Daher weist die Katheterhalterung gemäß 13 bei Verwendung einen Einatmungsstrom auf, der in die Katheterhalterung, wie durch Pfeil 470 angedeutet, eintritt. Der Einatmungsstrom tritt durch die innere Leitung, um durch den Patientenendanschluss 459, wie durch Pfeil 471 angedeutet, zu dem Patienten hin auszutreten. Bei der Ausatmung des Patienten treten ausgeatmete Gase, unterstützt oder anderweitig, durch den Anschluss 459 und gelangen in den die innere Leitung 455 umgebenden Raum, wie durch Pfeil 472 angedeutet ist. Diese Gase strömen entlang der Innenseite der Wand der äußeren Leitung 456, wie durch Pfeile 473 angedeutet, und strömen durch den Ausatmungsröhrenanschluss 463 des Ventilatoranschlusses 461 aus, wie durch Pfeil 474 angedeutet ist. Bei dem Hindurchtreten durch die Katheterhalterung innerhalb des Raums zwischen der inneren Leitung 455 und der äußeren Wand 456 kann Wasserdampf durch die wasserdampfdurchlässigen Abschnitte der äußeren Leitung 456 hindurchtreten. Vorzugsweise ist die gesamte äußere Leitung 456 bis auf irgendwelche Verstärkungsrippen atmungsfähig. Auf diese Weise geht, obwohl die ausgeatmeten Gase einen Temperaturabfall erfahren können, wenn sie durch die Katheterhalterung hindurch zu dem Ausatmungsleitungsanschluss 463 treten, Hand in Hand mit diesem Temperaturabfall eine Reduzierung der Feuchtigkeit durch ein Hindurchtreten von Wasserdampf durch die atmungsfähige Membran der äußeren Leitung. Dementsprechend wird eine relative Sättigung des Ausatmungsstroms reduziert und ein Abregnen wird reduziert.
Die Katheterhalterung, welche Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht, enthält eine explizite Aufteilung der Einatmungs- und Ausatmungsströme durch die Katheterhalterung, wodurch ein Wiedereinatmen signifikant reduziert wird. Ein Abregnen wird ebenfalls reduziert, indem die Feuchtigkeit der ausgeatmeten Gase reduziert wird, selbst wenn die Temperatur dieser Gase abnimmt.
Während einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als bevorzugt beschrieben wurden und gegenüber anderen Ausführungsformen bestimmte Vorteile aufweisen, können sich viele andere Kombinationen als gewerblich nützlich erweisen.
In der vorliegenden Beschreibung hat „umfassen" („comprise") die Bedeutung von „enthalten/umfassen oder gebildet sein aus/bestehen aus" („includes or consists of"), und „umfassend” („comprising") hat die Bedeutung von „enthaltend/umfassend oder gebildet aus/bestehend aus" („including or consisting of").
Die in de vorstehenden Beschreibung oder den folgenden Ansprüchen oder den beigefügten Zeichnungen offenbarten Merkmale, welche in ihren spezifischen Formen oder in Form eines Mittels zur Ausführung der offenbarten Funktion, oder eines Verfahrens oder Prozesses zum Erreichen des offenbarten Ergebnisses, je nachdem, was geeignet ist, ausgedrückt sind, können getrennt voneinander oder irgendeiner Kombination solcher Merkmale für die Realisierung der Erfindung in diversen Formen derselben verwendet werden.

Claims

Komponente eines Glieds eines Atmungskreislaufs, welches ein flexibler Ausatmungsschlauch ist, der sich zwischen einem Patienten und einem Ventilationsgerät befindet, umfassend: einen Einlass, einen Auslass und eine Hüllwand (4, 200, 350), welche einen im Wesentlichen einzelnen Ausatmungsströmungskanal zwischen dem Einlass und dem Auslass definiert, wobei wenigstens ein Bereich der Hüllwand aus einem Material ist, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder von Atmungsgasen zu erlauben, und einen Wasserdampfströmungsweg von dem Ausatmungsströmungskanal zur Umgebungsluft durch das Material.
Komponente nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Material ausgewählt ist aus: (a) hydrophilen Thermoplasten, (b) perfluorierten Polymeren (c) gewebten, behandelten Textilen.
Komponente nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine perfluorierte Polymermembran ist.
Komponente nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein hydrophiles Polyester-Blockcopolymer ist.
Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal eine Leitung ist und der Bereich oder die Bereiche über die Länge der Leitung verteilt ist oder sind.
Komponente nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich oder die Bereiche (2, 3) länglich sind und wenigstens über einen wesentlichen Teil der Länge der Leitung verlaufen.
Komponente nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glied eine Reihe der Bereiche umfasst, die entlang der Länge der Leitung im Abstand voneinander angeordnet sind.
Komponente nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die die Bereiche (2, 3) enthaltende Leitung (4) extrudiert ist.
Komponente nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtheit der extrudierten Leitung (4) aus einem Material ist, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder von Atmungsgasen zu erlauben.
Komponente nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (2, 3) aus einem Material, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder Atmungsgasen zu erlauben, ein oder mehrere Längsstreifen sind, die über die vollständige Länge der Leitung verlaufen.
Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllwand (200) wenigstens ein schraubenförmig gewundenes Polymerband oder -streifen (314) umfasst, wobei ein Teil des Streifens oder der gesamte Streifen aus einem Material ist, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder Atmungsgasen zu erlauben, wobei jeweilige Ränder benachbarter Windungen des Streifens aneinander angrenzen oder sich überlappen und verbunden sind.
Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllwand (200) wenigstens einen Längsstreifen umfasst, wobei ein Teil des Streifens oder der gesamte Streifen aus einem Material ist, das den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder Atmungsgasen zu erlauben, wobei der Streifen oder die Streifen sich parallel zur Achse des Kanalwegs erstrecken und wobei Ränder des Streifens oder der Streifen aneinander angrenzen oder sich überlappen, um eine geschlossene Röhre zu bilden, und verbunden sind.
Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllwand ein Blasfolienschlauch aus einem Material ist, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder Atmungsgasen zu erlauben.
Komponente nach einem der Ansprüche 10 bis 13, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glied eine laterale Verstärkung gegen Quetschung umfasst.
Komponente nach Anspruch 14, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die laterale Verstärkung eine Mehrzahl von ringförmigen Riffelungen umfasst, entweder diskrete ringförmige Ringe oder eine oder mehrere schraubenförmige Riffelungen, welche über die Länge der Hüllwand verteilt sind.
Komponente nach Anspruch 14, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die laterale Verstärkung eine schraubenförmige Wulst (201) oder eine Reihe von ringförmigen Ringwülsten oder -rippen ist, welche über die Länge der Hüllwand verteilt sind.
Komponente nach Anspruch 11, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glied eine laterale Verstärkung gegen Quetschung umfasst, wobei die laterale Verstärkung eine schraubenförmige Wulst (201) ist, die über die aneinander angrenzenden oder überlappenden Ränder zwischen den Windungen des Streifens angeordnet ist.
Komponente nach Anspruch 14, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die laterale Verstärkung eine gerüstartige Verstärkungsstruktur innerhalb der Hüllwand ist.
Komponente nach den Ansprüchen 11 bis 16 und 18, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glied eine Längsverstärkung (251) gegen ein Längsdehnen des Glieds umfasst.
Komponente nach Anspruch 17, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glied eine Längsverstärkung (251) gegen ein Längsdehnen des Glieds umfasst.
Komponente nach Anspruch 19, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Längsverstärkung eine Mehrzahl von in Längsrichtung verlaufenden Fäden (251) enthält, die im Abstand voneinander um den Umfang der Hüllwand herum angeordnet sind, wobei jeder Faden im Wesentlichen parallel mit der Gesamtachse des Glieds ausgerichtet ist.
Komponente nach Anspruch 20, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Längsverstärkung eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Fäden (251) umfasst, die im Abstand voneinander um den Umfang der Hüllwand herum angeordnet sind, wobei jeder Faden im Wesentlichen parallel mit der Gesamtachse des Glieds ausgerichtet ist und die Fäden durch die schraubenförmige Wulst von der Hüllwand entfernt gehalten sind.
Komponente nach Anspruch 22, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Faden (251) mit der Wulst an Kreuzungspunkten der Wulst verbunden ist und die Zwischenräume zwischen benachbarten Windungen der Wulst überspannt.
Komponente nach einem der Ansprüche 22 oder 23, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Längsverstärkung eine Außenummantelung (252) umfasst, welche um die Hüllwand herum angeordnet ist und an der Wulst gehalten ist.
Komponente nach Anspruch 24, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Außenummantelung wenigstens Bereiche umfasst, welche aus einem Material sind, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder Atmungsgasen zu erlauben.
Komponente nach Anspruch 24, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Außenummantelung eine Mehrzahl von Löchern oder Öffnungen durch diese hindurch aufweist.
Komponente nach einem der Ansprüche 20, 22 und 23, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Längsverstärkung eine Außenummantelung (252) umfasst, welche um die Hüllwand herum angeordnet ist und mit der Hüllwand verbunden ist.
Komponente nach Anspruch 27, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Außenummantelung (252) unter der Wirkung der schraubenförmigen Wulst (253) mit der Hüllwand verbunden ist.
Komponente nach Anspruch 24, Anspruch 27 oder Anspruch 28, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Außenummantelung eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Polymerfäden umfasst, welche entweder parallel mit der Achse des Glieds sind oder um das Glied herum geflochten sind.
Komponente nach einem der Ansprüche 16 und 20 bis 29, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glied eine weitere Wand aus einem Material umfasst, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder von Atmungsgasen zu erlauben, wobei die weitere Wand von der Hüllwand wenigstens durch die schraubenförmige Wulst beabstandet ist.
Komponente nach einem der Ansprüche 16 und 20 bis 30, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Längsverstärkung an der Wulst von der Hüllwand gehalten ist, eine zweite Wulst über der ersten Wulst angeordnet ist und die Längsverstärkung zwischen der ersten und der zweiten Wulst gehalten ist.
Komponente nach Anspruch 31, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glied eine weitere Wand aus einem Material umfasst, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder Atmungsgasen zu erlauben, wobei die weitere Wand an der Außenfläche der zweiten Wulst angeordnet ist.
Komponente nach Anspruch 31, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glied eine weitere Wand aus einem Material umfasst, welches den Durchtritt von Wasserdampf erlaubt, ohne den Durchtritt von flüssigem Wasser oder Atmungsgasen zu erlauben, wobei die weitere Wand der Längsverstärkung benachbart und zwischen der ersten und der zweiten Wulst angeordnet ist.